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Offenes Magnetsystem mit einem Dauerhauptmagneten und wenigstens einem
Hilfsmagneten aus anderem Material Die Erfindung bezieht sich auf ein offenes Magnetsystem
mit einem Dauerhauptmagneten, einem oder mehreren senkrecht zum Hauptmagneten magnetisierten
Hilfsmagneten aus anderem Material und einem weichmagnetischen Teil zur Übertragung
des vom Dauerhauptmagneten erzeugten Kraftflusses zu einer Nutzstelle. Derartige
Systeme werden z. B. in Lautsprechern bzw. in magnetischen Elektronenlinsen verwendet,
wobei das an der Nutzstelle erzeugte Feld auf eine Lautsprecherschwingspule bzw.
auf einen zu fokussierenden Elektronenstrahl einwirkt. Die Erfindung kann aber auch
ganz allgemein in Vormagnetisierungsanordnungen Verwendung finden.
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In derartigen Magnetsystemen benutzt man meistens Dauermagnete hoher
magnetischer Leistung, die derart dimensioniert sind, daß sie mit dem Höchstwert
ihres BH-Produktes betrieben werden (wobei B die magnetische Induktion und
H die magnetische Feldstärke innerhalb des Magneten bedeuten). Der von den
Dauermagneten erzeugte magnetische Kraftfluß wird mittels des weichmagnetischen
Teiles zur Nutzstelle übertragen. Dabei bewirkt der magnetische Potentialabfall
längs des magnetischen Teiles Streuflüsse zwischen verschiedenen Stellen dieses
Teiles, so daß nur ein wesentlich geringerer Fluß die Nutzstelle erreicht.
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Es ist bereits ein Dauermagnetsystem bekannt, bei dem sowohl der zylindrische
Hauptmagnet wie auch der aus einem Material mit einer anderen Permeabilität bestehende
ringförmige Hilfsmagnet in axialer Richtung magnetisiert sind. Hierdurch wird zwar
erreicht, daß im Luftspalt zwischen Haupt- und Hilfsmagnet kein Streufluß auftritt,
jedoch läßt sich hiermit nicht erreichen, daß auch der Raum zwischen Hilfsmagnet
und Gehäuse streufrei bleibt. Auch kann der Hilfsmagnet bei diesem bekannten System
lediglich ein Streufeld kompensieren, er trägt aber infolge der Anwendung als magnetischer
Nebenschluß nicht zur Erhöhung des an der Nutzstelle erzeugten Magnetflusses bei.
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Bei einem ferner bekannten Magnetsystem, das von einer dicken Weicheisenhülle
umgeben ist, dient ein senkrecht zum Hauptmagnet magnetisierter Hilfsmagnet lediglich
zur Steuerung des innerhalb der Weicheisenhülle auftretenden Magnetstreuflusses
und bewirkt so eine Verstärkung des Luftspaltfeldes.
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Die Erfindung beabsichtigt, bei offenen Magnetsystemen eingangs erwähnter
Art den Nutzfluß zu erhöhen und/oder den Streufluß zu erniedrigen. Durch günstige
Ausgestaltung des Magnetsystems kann erreicht werden, daß etwa die Hälfte des vom
Dauermagneten erzeugten Flusses die Nutzstelle erreicht.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daB zum wenigstens teilweisen
Ausgleichen des Außenstreufeldes die Feldstärke im (BH)""" -Punkt des Hauptmagneten
größer ist als diejenige im (BH)".. ,-
Punkt des Hilfsmagneten und daß diese
Feldstärke des Hilfsmagneten, vergrößert um seine eigene Entmagnetisierungsfeldstärke,
etwa gleich der vom Hauptmagneten an der Stelle des Hilfsmagneten erzeugten Streufeldstärke
ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich durch Anbringen
des Hilfsmagneten die vom Haupt-und vom Hilfsmagneten im weichmagnetischen 'feil
erzeugten Magnetflüsse annähernd linear addieren, wobei durch besondere Wahl des
dauermagnetischen Materials der Hilfsmagnet gerade mit seiner magnetischen Höchstleistung
betrieben werden kann (im allgemeinen wird man bei der Durchführung dieser Maßnahme
die in der Magnetisierungsrichtung gemessene Länge der Magneten etwas größer wählen
müssen, um den Magnetkreis derart einzustellen, daß sein BH-Produkt gerade maximal
ist).
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Wenn bei dem Magnetsystem der Hauptmagnet scheibenförmig und in axialer
Richtung magnetisiert ist, so ist der Hilfsmagnet zweckmäßig ringförmig und in axialer
oder vorzugsweise in radialer Richtung magnetisiert. Sind bei einem solchen Magnetsystem
auf beiden Seiten des Hauptmagneten Weicheisenscheiben angeordnet, so ist der Hilfsmagnet
vorzugsweise um wenigstens eine dieser Scheiben herum angeordnet. Bei einem Magnetsystem
mit zwei in entgegengesetzten Richtungen magnetisierten
Hauptmagneten
und einer dazwischen angeordneten dritten Weicheisenscheibe ist nach einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung der axial magnetisierte Hilfsmagnet um diese dritte
Scheibe herum angeordnet.
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Ein bevorzugtes Magnetsystem nach der Erfindung weist das Kennzeichen
auf, daß der Hauptmagnet rohrförmig ausgebildet und in radialer Richtung magnetisiert
ist und daß der Hilfsmagnet ringförmig oder vorzugsweise stabförmig ist und in axialer
Richtung magnetisiert ist.
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Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
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F i g. 1 zeigt ein Magnetsystem für einen Lautsprecher; F i g. 2 zeigt
eine andere Ausführungsform eines derartigen Magnetsystems; F i g. 3 zeigt ein Magnetsystem
für eine Elektronenlinse.
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F i g. 1 veranschaulicht ein Lautsprechermagnetsystem mit einem scheibenförmigen,
axial magnetisierten Oxydhauptmagneten 1, z. B. aus Bariumhexaferrit mit
etwa 1000 0e und 2000 G im Arbeitspunkt, und einem weichmagnetischen Teil, bestehend
aus Scheiben 9 und 10 und einem zentralen zylindrischen Kern
11, der mit der Scheibe 9 den Luftspalt 4 begrenzt. Zwischen den Außenrändern
der Scheiben 9 und 10 wird ein erheblicher Streufluß erzeugt, dessen
Feldstärke aber niedriger bleibt als die Betriebsfeldstärke des Hauptmagneten 1.
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Durch Anordnung zweier ringförmiger, radial magnetisierter Hilfsmagnete
12 und 13, z. B. aus Magnetstahl mit einer Betriebsfeldstärke H von 500 0e und einer
Betriebsinduktion B von 10 000 G, wird das im Luftspalt 4 erzeugte Nutzfeld vergrößert.
Gleichzeitig wird auch das Randstreufeld des Hauptmagneten 1 durch die Magnete 12
und 13 teilweise kompensiert, so daß in der Nähe des Systems angeordnete elektronische
Gegenstände weniger gestört werden. Dadurch, daß die Hilfsmagnete 12 und
13 in einem offenen Magnetkreis liegen, muß man ein dauermagnetisches Material
mit einer Betriebsfeldstärke wählen, die etwa der Summe der vorhandenen Streufeldstärke
und der eigenen, durch die zylindrischen Außenränder bewirkten Entmagnetisierungsfeldstärke
gleich ist. Falls erwünscht, kann überdies oder statt dessen rings um den Hauptmagneten
1 ein ringförmiger, in derselben Richtung magnetisierter Hilfsmagnet niedrigerer
Betriebsfeldstärke angeordnet werden.
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Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 hat der Hauptmagnet 1 höherer
Betriebsfeldstärke, z. B. aus Bariumhexaferrit, eine rohrförmige Gestalt und ist
radial magnetisiert. Die weichmagnetischen Teile bestehen aus einem stabförmigen
Kern 11 und einem zylindrischen Mantel 3, welche zusammen an der oberen Seite einen
Luftspalt 4 begrenzen. Der Streufluß an der unteren Seite kann durch Anordnung
eines ringförmigen und/oder eines stabförmigen axial magnetisierten Magnetes 16
bzw. 17 niedriger Betriebsfeldstärke erheblich verringert werden. (Wegen der geringeren
Kraftlinienkonzentration erübrigt es sich meistens, den Magnet 16 anzubringen.)
Eine ähnliche Wirkung wird durch den Hilfsmagneten 20 der magnetischen Elektronenlinse
nach F i g. 3 erreicht. Diese enthält zwei scheibenförmige Hauptmagnete
21 und 22 mit einander entgegengesetzter axialer Magnetisierungsrichtung
und weichmagnetische scheibenförmige Teile 23, 24 und 25,
zwischen
denen auf der optischen Achse 26 ein elektronenfokussierendes Feld erzeugt wird.
Die Scheiben 23 und 25 haben dasselbe magnetische Potential und erzeugen somit keinen
gegenseitigen Streufluß. Nur am Scheibenrand tritt ein erheblicher Streufluß von
den Scheiben 23 und 25 zur Scheibe 24 auf, welcher an der Stelle der größten Kraftlinienkonzentration
wenigstens teilweise mittels des Hilfsmagneten 20 mit einer niedrigeren Betriebsfeldstärke
ausgeglichen wird.